CS255745B1

CS255745B1 - Connection for automatic evaluation of electron microscope measurement accuracy

Info

Publication number: CS255745B1
Application number: CS866860A
Authority: CS
Inventors: Michael Rychnovsky
Original assignee: Michael Rychnovsky
Priority date: 1986-09-24
Filing date: 1986-09-24
Publication date: 1988-03-15
Also published as: CS686086A1

Abstract

Řešení se týká zapojení pro automatické -vyhodnocení přesnosti měření elektronového mikroskopu. Podstatou zapojení je, že je tvořeno dekodérem, k jehož vstupům jsou jednotlivě připojeny komparátory, jejichž první vstupy jsou spojeny s jednotlivými zdroji referenčního napětí a jejichž druhé vstupy jsou spojeny s výstupem rozdílového zesilovače, jehož vstupy^jsou spojeny se vstupy obvodu měření rozměrů a s výstupy potenciometrů měřicích značek. Zapojení je možno použít u elektronových mikroskopů, vybavených pro přímé měření rozměrů pozorovaných objektů.The present invention relates to a circuit for automatically evaluating the measurement accuracy of an electron microscope. The essence of the circuit is that it consists of a decoder whose inputs are connected to comparators whose first inputs are connected to individual reference voltage sources and whose second inputs are connected to the output of a differential amplifier whose inputs are connected to inputs of a dimension measurement circuit and outputs measuring markers. The wiring can be used with electron microscopes equipped for direct measurement of the observed objects.

Description

Vynález se týká zapojení pro automatická vyhodnocení přesnosti máření elektronového mikroskopu*BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a circuit for automatic evaluation of the electron microscope

Měřicí elektronové mikroskopy, vybavené pro přímé měření rozměrů pozorovaných objektů, zobrazují na pozo— rovací obrazovce dvě měřicí značky* Pomocí dvou potencioknetrů lze značkami navzájem nezávisle pohybovat ve vodorovném směru. Při měření se značky nastaví tak, aby přesně ohraničily měřený objekt zleva a zpmra, vlastní měření provádí plně automaticky obvod měřeni rozměrů*. Přesnost měření závisí na řadě faktorů, z nichž největší vliv má vzdálenost mezi měřicími značkami* Obecně platí, že přídavná chyba měření je nepřímo úměrná vzdálenosti mezi značkami. Další podstatný vliv na chybu měření má zkreslení obrazu, které vzrůstá s klesajícím zvětšením, zejména při rychlém, tak zvaném televizním rastrování. Měřicí elektronové mikroskopy jsou používány v širokém rozsahu aplikací, od rychlých orientačních měření bez zvláštních nároků na přesnost, kdy se měří při rychlém rastrováni s malou vzdáleností mezi značkami, až po přesná měření, kdy se pro dosažení maximální přesnosti měří při pomalém rastro vání a vzdálenost mezi značkami se volí co největší. Proto 'jsou měřicí elektronové mikroskopy vybaveny možnostmi měřit v širokém rozsahu rychlostí rastrování a vzdálenost mezi měřicími značkami lze nastavovat od jednotek do desítek milimetrů. Specifikace přesnosti měření v celémMeasuring electron microscopes, equipped for direct measurement of the dimensions of the objects to be viewed, display two measuring marks on the viewing screen. * With two potentiometers, the marks can be moved horizontally independently of each other. During the measurement, the markers are set to precisely delimit the object to be measured from the left and right, and the measurement is performed automatically by the measuring circuit *. The accuracy of the measurement depends on a number of factors, of which the distance between the measuring marks has the greatest influence. * In general, the additional measurement error is inversely proportional to the distance between the marks. Another significant influence on the measurement error is the image distortion, which increases with decreasing magnification, especially at fast so-called television rasterization. Measuring electron microscopes are used in a wide range of applications, ranging from fast orientation measurements without special accuracy requirements, measured at fast scanning with a small distance between marks, to accurate measurements, where maximum growth is measured at slow growth and distance the brands are chosen as large as possible. Therefore, measuring electron microscopes are equipped with the ability to measure over a wide range of scanning speeds and the distance between the measuring marks can be adjusted from units to tens of millimeters. Specification of measurement accuracy throughout

rozsahu aplikací je značně obtížná. ³ range of applications is quite difficult. ³

U dosavadních měřicích elektronových mikroskopů lze přesnost měření zjistit pouze z návodu k obsluze. Obvykle bývá uvedena pouze přesnost měření při pomalém rastrování a pro jedinou vzdálenost mezi měřicími značkami. Pro jiné podmínky měření nebývá přesnost uváděna.For the current electron microscopes, the accuracy of the measurements can only be determined from the operating instructions. Usually, only the measurement accuracy with slow scanning and for a single distance between the measurement marks is given. For other measurement conditions, accuracy is not reported.

Když obsluha přístroje omylem zvolí rychlé televizní rastro vání nebo nastaví malou vzdálenost mezi měřicími značkami, chyba měření podstatně vzroste, aniž to obsluha zjistí. To v praxi vede často k znehodnocení celé řady měření a zejména při nasazení přístroje v technologickém procesu to může způsobit značné škody. Proto je u některých přístrojů rozděleno ovládání měřicích značek do dvou rozsahů. Při zvolení vyššího rozsahu nelze vzdálenost mezi značkami zmenšit pod hranici, při které se začíná nepříznivě uplatňovat přídavná chyba měření. Toto řešení však neumožňuje pohyb obou měřicích značek po celé obrazovce, což velmi zpomaluje měření.When the operator inadvertently selects fast TV growth or sets a small distance between the measuring marks, the measurement error increases substantially without the operator noticing. In practice, this often leads to the deterioration of a wide range of measurements, and in particular when used in a technological process, this can cause considerable damage. Therefore, in some instruments the control of the measuring marks is divided into two ranges. If a higher range is selected, the distance between the markers cannot be reduced below the limit at which the additional measurement error becomes unfavorable. However, this solution does not allow both measuring marks to move across the screen, which greatly slows the measurement.

Uvedené nevýhody dosavadního stavu do značné míry odstraňuje zapojení pro automatické vyhodnocení přesnosti měření elektronového mikroskopu, jehož podstatou je, že je tvořeno dekodérem, jehož výstup je spojen se vstupem indikátoru a k jehož prvnímu až N—tému vstupu, kde N je přirozené číslo, jsou jednotlivě připojeny výstupy prvního až N-tého komparátoru, přičemž první vstup každéhoThese disadvantages of the prior art are largely eliminated by the circuitry for automatically evaluating the accuracy of electron microscope measurements, which consists of a decoder whose output is connected to the indicator input and whose first to N —the input, where N is a natural number, are individually the outputs of the first to N th comparator are connected, the first input of each

255 745 n-tého komparátorů, kde n je přirozené číslo v rozmezí od 1 do N, je spojen s výstupem n-tého zdroje referenčního napětí, zatímco druhé vstupy každého n—tého komparátoru jsou připojeny k výstupu rozdílového zesilovače, spojeného svým prvním vstupem s výstupem potenciometru první měřicí značky a s prvním vstupem obvodu měřeni rozměrů a svým druhým vstupem s výstupem potenciometru druhé měřicí značky a s druhým vstupem obvodu měření rozměrů.255 745 of the nth comparator, where n is a natural number ranging from 1 to N, is coupled to the output of the nth reference voltage source, while the second inputs of each n-th comparator are connected to the differential amplifier output connected by its first input to a first measurement mark potentiometer output and a first dimension measurement circuit input and a second input with second measurement mark potentiometer output and a second dimension measurement circuit input.

Výhodné přitom je, jestliže dekodér je svým N + prvním vstupem spojen s výstupem obvodu volby rastrování, a/nebo jestliže dekodér je svým N + druhým vstupem spojen s výstupem obvodu řízení a vyhodnocení zvětšení.Advantageously, the decoder is connected to the output of the raster selection circuit by its N + first input and / or the decoder is connected to the output of the control circuit and the magnification evaluation by its N + second input.

Hlavní výhodou zapojení podle vynálezu je možnost automatického vyhodnocení velikosti chyby měření v závislosti na zvolených podmínkách měření, což prakticky vylučuje chybná měření, způsobená omylem obsluhy* Jinou výhodou zapojení podle vynálezu je, že odstraňuje nutnost rozdělení ovládání značek do dvou rozsahů a tím umožňuje použít spojité ovládání obou značek po celé ploše obrazovky. Další výhodou je pak jednoduchost zapojení.The main advantage of the circuitry according to the invention is the possibility of automatically evaluating the magnitude of the measurement error depending on the selected measuring conditions, which virtually eliminates erroneous measurements caused by operator error. Another advantage of the circuitry according to the invention is that it eliminates the necessity Control both marks across the screen. Another advantage is the simplicity of connection.

Vynález bude dále podrobněji popsán podle přiloženého výkresu, na kterém je znázorněno blokové schéma příkladného zapojení podle vynálezu.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which a block diagram of an exemplary circuit according to the invention is shown.

Na tomto schématu je znázorněn dekodér 1 s N + 2 vstupy, kde N je přirozené číslo* K výstupu dekodéru 1This diagram shows a decoder 1 with N + 2 inputs, where N is a natural number * To decoder 1 output

255 745 je připojen vstup indikátoru 2. Ke každému n-ternu vstupu dekodéru 1, kde n je přirozené číslo v rozmezí od 1 do N, je připojen výstup n-tého komparátoru 3n. K prvnímu vstupu každého n-tého komparátoru 3n je připojen výstup n-tého zdroje 4n referenčního napěti, zatímco druhé vstupy prvního až N-tého komparátoru 31 až 3N jsou všechny při pojeny k výstupu rozdílového zesilovače £. Rozdílový zesilovač £ j© spojen svým pivním vstupem s výstupem potenciometru 6 první měřicí značky a s prvním vstupem obvodu 2 měření rozměrů a svým druhým vstupem s výstupem potencidmetru 8 druhé měřicí značky a s druhým vstupem obvodu 2 měření rozměrů. Dekodér 1 je dále spojen svým N + prvním vstupem s výstupem obvodu £ volby rastrování a svým N + druhým vstupem s výstupem obvodu 10 řízení a vyhodnocení zvětšení .255 745 is coupled to indicator 2 input. To each n-input of decoder 1, where n is a natural number ranging from 1 to N, the output of n-th comparator 3n is connected. The first input of each n-th comparator 3n is connected to the output of the n-th reference voltage source 4n, while the second inputs of the first to N th comparators 31 to 3N are all connected to the output of the differential amplifier 6. The differential amplifier 50 is connected by its beer inlet to the output of the first measurement mark potentiometer 6 and to the first dimension measurement input 2 and to its second input to the second measurement mark potentiometer 8 and to the second dimension measurement input 2. The decoder 1 is further coupled with its N + first input to the output of the raster selection circuit 6 and its N + second input to the output of the magnification control and evaluation circuit 10.

Zapojení podle vynálezu pracuje takto :The circuit according to the invention works as follows:

Obvod 2 měření rozměrů zobrazuje na pozorovací obrazovce mčřH cí elektronového mikroskopu dvě navzájem nezávislé značky. Polohy měřicích značek na obrazovce jsou určeny stejnosměr nými napětími z potenciometru 6 první měřicí značky a z potenciometru 8 druhé měřicí značky. Obě napětí přicházejí na vstupy rozdílového zesilovače £. Na výstupu rozdílového zesilovače £ je stejnoměrné napětí, které je přímo úměrné vzdálenosti mezi měřicími značkami na obrazovce. Toto napětí je přiváděno na druhé vstupyThe dimension measuring circuit 2 shows two independent marks on the electron microscope observation screen. The positions of the measurement marks on the screen are determined by the DC voltages from the first measurement mark potentiometer 6 and the second measurement mark potentiometer 8. Both voltages are applied to the differential amplifier inputs. There is a uniform voltage at the output of the differential amplifier 6, which is directly proportional to the distance between the measuring marks on the screen. This voltage is applied to the other inputs

255 745 prvního až N—tého komparátoru 31 až 3N, kde je porovnáváno s odstupňovanou řadou referenčních napětí, přicházejících z prvního až N—tého zdroje 4l až 4N referenčního napětí prvními vstupy. Na výstupech prvního až N-tého komparátoru 31 až 3N je logická informace o velikosti vzdálenosti mezi měřicími značkami na obrazovce. Tato informace přichází na vstupy dekodéru 1_, který ji vyhodnocuje spolu S informací o rychlosti rastrování z obvodu 2 volby rastrování a spolu s informací o velikosti zvětšení z obvodu 10 řízení a vyhodnocení zvětšení. Na výstupu dekodéru 1 je logická informace o velikos ti chyby měření, Tuto informaci zobrazuje indikátor 2.255 745 of the first to N-th comparator 31 to 3N, where it is compared to a graduated series of reference voltages coming from the first to N-th reference voltage source 41 to 4N by the first inputs. At the outputs of the first to N th comparator 31 to 3N, logic information about the amount of distance between the measurement marks on the screen is provided. This information comes at the inputs of the decoder 1, which evaluates it together with the raster rate information from the raster selection circuit 2 and together with the magnification information from the control and magnification evaluation circuit 10. At the output of the decoder 1 there is logical information about the measurement error size. This information is displayed by indicator 2.

Počet N komparátorů 31 až 3N určuje přesnost vyhodnocení chyby měření. V nejjednodušším případě postačí jediný komparátor 31» přičemž dekodér 1_ lze realizovat například součtovým obvodem.The number of N comparators 31 to 3N determines the accuracy of the measurement error evaluation. In the simplest case, a single comparator 31 is sufficient and the decoder 7 can be realized, for example, by a summation circuit.

Zapojení pro automatické vyhodnocení přesnosti měření elektronového mikroskopu nalezne uplatnění u měřicích elektronových mikroskopů, vybavených pro přímé měření rozměrů pozorovaných objektů.The circuit for automatic evaluation of the accuracy of electron microscope measurements finds its application in measuring electron microscopes equipped for direct measurement of the dimensions of observed objects.

Claims

pThe seventh of the invention

255 745

Wiring for automatic evaluation of the accuracy of electron microscope measurements, characterized in that it consists of a decoder (1), the output of which is connected to the input of the indicator (2) and whose first to N-th input, where N is a natural number, connected the outputs of the first to N th comparator (31 to 3N), wherein the first input of each n th comparator (3n), where n is a natural number ranging from 1 to N, is connected to the output of the n th source (4n) of the reference voltage, while the second inputs of each nth comparator (3n) are connected to the output of the differential amplifier (5) »connected by its first input to the output of the first measurement mark potentiometer (6) and the first input of the dimension measuring circuit (7) and its second input. the output of the second measurement mark potentiometer (8) and the second dimensional input circuit (7),

Wiring according to claim 1, characterized in that the decoder (1) is connected to the output of the raster selection circuit (9) by its N + first input.

Wiring according to claim 1 and 2, characterized in that the decoder (1) is connected by its N + second input to the output of the control and magnification evaluation circuit (10).